JP2005324314A - 細孔放電加工機の自動電極交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放電加工機の電極の取り付け、取り外しを自動的に行うことを目的とする。
【解決手段】 放電加工機で用いられる電極を自動で交換する自動電極交換装置であって、電極を固定するための快速締め具を下方に設けた加工回転軸と、固定溝と磁石により複数の電極がつながれた電極部回転盤とを有し、快速締め具に固定された電極を電極部回転盤に移動させる手段と、電極部回転盤に固定された電極を快速締め具に移動させる手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人手を必要とせず、自動的に電極を交換するので使用効率を上げることが可能である細孔放電加工機の自動電極交換装置に関する。

従来の細孔放電加工機は、加工回転軸の下方に電極固定ヘッドが固定されていて、その電極固定ヘッド内に電極がはさまれている。そして、加工回転軸が電極を動かして放電を行う。

従来の技術は、電極を取り付け、外す時に、人の手を必要とした。このため、以下のような問題が生じる。
すなわち、電極固定ヘッドは加工回転軸の下方に固定されていて、取り外すことができない。ただ電極固定ヘッド上で、緩めるか、締めるかによって、電極を取り付けたり、取り外したりするのみである。このような細微な長い電極を取り付ける際には、きわめて注意深く扱う必要があり、往々にして電極が傾斜してその取り付け作業に支障をきたすことがある。また、電極を交換する時、人の手によるため、全自動による作業ができない。

上記点に鑑み請求項１記載の発明は、
底面に製作物を置くための作業台があり、後方に加工回転軸を取り付けた部材（例えばボルト等の部材）があり、この部材はサーボモーターの動きを受けて、このサーボモーターが前記部材を動かし、前記加工回転軸がコントロールされて上、下に移動し、
快速締め具が、前記加工回転軸の下方に固定されていて、
電極部回転盤の円周上に等間隔に数個の定位溝が設けられていて、どの前記定位溝も、その適当な位置にそれぞれ磁石が固定されていて、
前記電極部回転盤の同心円上の適当な距離に、等間隔に数個の固定穴が分布していて、その数量及び角度は前記定位溝と同様であり、
数本の放射線状の突起部分が、前記電極部回転盤を軸心とし、放射線状に等間隔に設けられていて、前記固定穴及び前記定位溝の数量及び角度と同様であり、
前記電極部回転盤の上部に軸ユニットが設けられており、前記軸ユニットは前記電極部回転盤を回転させる役割をし、
前記軸ユニットに接続された第１スライドローラーがあり、この第１スライドローラーの両側は、それぞれ支柱台座上に固定されていて、さらに、前記支柱台座は支柱棒によって上方の横棒上に固定されていて、前記電極部回転盤が吊るされる形で固定され、
第１エアシリンダーは前後方向を向くように前記軸ユニットに固定されていて、そのスラスト軸は前記加工回転軸に近い側の前記支柱台座の上に固定されているため、前記第１エアシリンダーにより前記電極部回転盤は前後に移動するようになっていて、
第２エアシリンダーは前記軸ユニット上方の適当な位置に取り付けられていて、そのスラスト軸は、前記軸ユニット下方のスラストブロックにコネクティングロッドを介して接続されていて、第２スライドローラーが前記スラストブロックを貫通していることにより、前記スラストブロックが前記第２スライドローラー上を左右に移動するようになっており、
ロッドが、前記スラストブロック先端にはめ込まれ、ちょうど、前述の放射線状の突起部分の間に位置し、
スチールボールが、前記軸ユニットの底部にあって、スプリングによって押さえられ、このスチールボールは前述の固定穴の中にちょうど納まって固定され、前記電極部回転盤を回転させる毎に、前述のスチールボールが前述の固定穴にはまり込んで固定されることで、回転を停止し、
電極固定ヘッドには、その一端に引き抜き可能な漏れ防止パッドが取り付けられていて、前記漏れ防止パッドの下に前述の快速締め具がしっかりとはさめるように固定溝が開いていて、
電極固定ヘッドに設けられた受け溝が前記定位溝内にはまり込むと同時に、前記磁石の吸引によって前述の定位溝内に固定することによって、数個の前記電極固定ヘッドが等間隔に分布して前記定位溝に収納され、
前記第１エアシリンダーが前記電極部回転盤を前後に移動させることにより、前記電極固定ヘッドの取り付け及び取り出しを行い、
前記第２エアシリンダーが前記スラストブロックをコントロールして前記ロッドを押し動かすことにより、前記電極部回転盤を適当な角度に回転させることを特徴とする細孔放電加工機の自動電極交換装置である。
そして、電極固定ヘッドの交換を行い、電極を交換する際に、人手を必要とせず、加工時間を短縮し、加工の効率及び精密度をアップするという特徴を持つ。

請求項２記載の発明は、
吊るされた前記電極部回転盤の前記横棒両側の一端が、接続部分によって連結され、もう一方の端は、固定ヘッドとフックが相互にかみ合うことによって連結されて固定され、前記横棒が前記接続部分によって前記電極部回転盤を押し開くことを特徴とする請求項１に記載の細孔放電加工機の自動電極交換装置である。

請求項３記載の発明は、
加工回転軸の前方に、自動的に電極を交換する装置があり、それは電極部回転盤、数個の電極固定ヘッド及び伝動エアシリンダーからなり、
数個の固定穴が、前記電極部回転盤と同心円で適当な位置にあり、等間隔に定位溝後方の適当な距離に分布していて、前記固定穴の数量及び間隔角度が前記定位溝と同様で、
スチールボールが、スプリングに当たり、前記固定穴内に落ち込み、前記電極部回転盤をその設定角度で回転させ、引き続き回転するのを停止することで、
前記電極部回転盤が適当な角度で回転し、前記スチールボールが落ち込むことによって、前記電極固定ヘッドが、ちょうど前記加工回転軸の快速締め具下方の位置になり、一定の角度で回転し、回転が停止し、簡易分度器の機能を持つことを特徴とする細孔放電加工機の自動電極交換装置である。

本発明の実施例では電極固定ヘッドと加工回転軸を分離している。快速締め具が加工回転軸上に取り付けられているので、前述の電極固定ヘッドは快速締め具により自動的にはさまれ、固定することも出来るし、開放することも出来る。取り付ける前に、電極はあらかじめ電極固定ヘッドに固定される。
本発明の実施例では、電極部回転盤の円周上において等間隔に、定位溝及び磁石が取り付けられている。このため、数個の電極固定ヘッドを支え、吸い付けて固定することができる。さらに、第１エアシリンダーで電極部回転盤を前進あるいは後退させることにより、加工回転軸が上昇する前に、快速締め具が電極固定ヘッドを開放し、下降後に快速締め具が電極固定ヘッドをしっかりとつかむことにより、すばやく電極を交換することが可能であり、人の手による場合の取り付けが不確実になるという欠点を克服している。
本発明の実施例では、もう一つの第２エアシリンダーがロッドを押すようになっている。前述のロッドは、前述の電極部回転盤上にある等間隔の放射線状の突起部分を押して、適度な角度で回転するようになっている。さらに、スプリングの下にあるスチールボールが、前述の電極部回転盤上に等間隔に設けられた固定穴にはまり込んで固定されることにより、一角度回転する度に、そのスチールボールが固定穴内にはまり込み、同時に複数個の電極固定ヘッドが定位溝内にあり、そのうちの一つの電極固定ヘッドは、ちょうど加工機回転軸の快速締め具の前方に位置する。したがって、前述の電極を交換する動作を行なう時、回数が多くなると電極の交換が便利であり、放電加工時間も節約できる。
この発明の実施例では、電極は電極部回転盤上であらかじめ全て調整が完了されて、自動的に電極が交換されて、再び調整する必要がない。つまり、直接製作物に対して放電加工を行なうことが可能である。したがって、放電加工機が停止している時間を短縮することができるため、作業効率がアップする。
本発明の実施例は、この電極部回転盤及び電極が、作業者が作業台に製作物を取り付ける際に邪魔にならないように考慮されている。したがって、電極部回転盤に固定された支柱の上に、一端は接続部分に接続され、もう一端はZ型に切断されて分離されている。そして、筒カバーによって固定されている。つまり、筒カバーが取り外されると、Z型の切断箇所が分離されて、前述の電極部回転盤及び電極は接続部分で引き離されて、作業者が作業台上の製作物を取り付けたり、その他の操作を行ったりしやすいようになっている。

請求項１〜３の発明によれば、第１に、電極の取り付けが便利で、取り付けの時間も節約できるため、作業効率がアップする。第２に、機械を停止して、人の手によって電極を交換する必要がないため、機械の稼働率がアップする。第３に、長時間放電加工し、電極を交換する場合、あるいは、数の多い電極で放電加工する場合、手間が省け、コストの節約が可能である。

図１に示すように、本発明の細孔放電加工機の自動電極交換装置は、底面部に製作物Aを置くための作業台Bがあり、自動電極交換装置の後方部には加工回転軸１０が取り付けられている。この加工回転軸１０は、サーボモーター（従来の装置のため図には示されていない）によってコントロールされて上、下に移動し、さらに、コントローラー（本発明の請求部分ではないため、詳述を省略）によって、前述の加工回転軸１０はあらかじめ電極を交換する時の最高点及び最低点まで上昇するように設定されている。

図１、図２に示すように、前述の加工回転軸１０の下部には、快速締め具１１が固定されている。さらに、加工回転軸１０の前方には電極部回転盤１２が設置されている。図８に示すように、この電極部回転盤１２の円周上には、等間隔に数個の定位溝１２１が設けられている。そして、どの定位溝１２１も、その適当な位置にそれぞれ磁石１２２が固定されている。さらに、図６、図８によると、電極部回転盤１２の中央には、円盤１２３があり、円盤１２３の円周上には、等間隔に数個の固定穴１２３１が並んでいる。さらに、円盤１２３の外側には等間隔に放射線状の突起部分１２３２が接続されている。そして、前述の電極部回転盤１２の回転軸には、上方に軸ユニット１３が取り付けられている。軸ユニット１３底部には、スプリング１３１があって、スチールボール１３２を押さえている。このスチールボール１３２は前述の固定穴１２３１の中にちょうどはまるようになっているため、電極部回転盤１２をある一定の角度で回転させることが出来る。つまり、前述のスチールボール１３２が前述の固定穴１２３１の中に固定されることにより、簡易分度盤の機能を持つ。つまり、高価な分度機器等の設備を必要としないため、コストを節約できる。

図１、図２によれば、軸ユニット１３には第１スライドローラー１４が接続されている。さらに、第１スライドローラー１４の両側は、それぞれ支柱台座１５上に固定されている。そして、前述の支柱台座１５は支柱棒１６によって上方の横棒１７上に固定されている。つまり、電極部回転盤１２は吊るされる形で固定されることになる。前述の軸ユニット１３上の上部には、第１エアシリンダー２が固定されている。第１スラスト軸２１は、加工回転軸１０に近い側の支柱台座１５の上に固定されているため、第１エアシリンダー２は軸ユニット１３及び第１スライドローラー１４上の電極部回転盤１２を動かして、前後に移動するようになっている。

さらに、図６〜図９に示すように、軸ユニット１３上方の適当な位置には、第２エアシリンダー３がある。その第２エアシリンダー３の第２スラスト軸３１は、コネクティングロッド３２に接続されて、前述の軸ユニット１３を通過して、軸ユニット１３下方のスラストブロック３３に接続する。前述のスラストブロック３３は第２スライドローラー３４を貫通する。第２スライドローラー３４の両側が固定されて、スラストブロック３３を第２エアシリンダー３のコントロールによって、第２スライドローラー３４上を左右に移動させる。さらに、前述のスラストブロック３３の一端は、単方向に角度が変わるロッド３５がはめ込まれている。このロッド３５は、ちょうど前述の放射線状の突起部分１２３２の間に位置する。第２エアシリンダー３の動作を利用して、第２エアシリンダー３の第２スラスト軸３１がコネクティングロッド３２を動かし、スラストブロック３３を動かして左に移動させる。同時に、前述のロッド３５は前述の突起部分１２３２を押し上げて、電極部回転盤１２を適当な角度で回転させる。そして、第２エアシリンダー３が元の位置に戻る時、そのロッド３５は自然に前述の突起部分１２３２にすべり込み、次に電極を交換する時、電極部回転盤１２を動かし、回転の予備位置とする。

図１０に示すように、電極固定ヘッド４は、その一端に差し込む形式の漏れ防止パッド４１がある。その下部には前述の快速締め具１１によりしっかりとつかまれる固定溝４２が開いている。そして、固定溝４２下方には受け溝４３がある。底部には、電極締め具４４があって、電極Cを固定するようになっている。図１によると、受け溝４３を前述の電極部回転盤１２の定位溝１２１内にはめ込むと同時に、磁石１２２の吸引を受けて、電極固定ヘッド４は前述の定位溝１２１内にしっかりと固定されて納まるようになっている。したがって、自動的に電極固定ヘッド４を交換及び収納して、電極を交換する。

図１１〜図１３に示すように、吊るされた電極部回転盤１２の横棒１７両側の一端は、接続部分１７１によって連結される。そして、もう一方の端は、固定スイッチ１７２によって連結されて固定される。作業者が製作物Ａを作業台Ｂの上へ取り付け、あるいは、その他に作業台Ｂの前で作業を行う必要がある時、前述の固定スイッチ１７２により固定ヘッド１７２１がフック１７２２から離脱し、その横棒１７は接続部分１７１によって電極部回転盤１２は横棒１７と共に引き離されるので、作業に支障を来たすことはない。元に戻す時には、再び横棒１７を接続部分１７１に連結する。そして、自動的に固定ヘッド１７２１を押し開いて、互いのかみ合わせ位置に進入させて、横棒１７に連結させて、元の状態に戻し、電極を自動的に取り付け、交換することを可能にする。

本発明の実施例において、電極を取り付ける順序は以下の通りである。
１、 図２、図１０に示すように、前述の数個の電極固定ヘッド４の電極締め具４４上に、あらかじめ電極Cを固定する。前述の受け溝４３を電極部回転盤１２の定位溝１２１内にはめ込み、電極固定ヘッド４を等間隔にそれぞれ電極部回転盤１２の周囲に固定させる。同時に、それぞれが磁石１２２に吸い付けられることにより、しっかりと決まった位置に固定する。電極固定ヘッド４は抜き出して離脱させることも可能である。
２、 前述の１の工程に続き、加工回転軸１０をコントロールして、適当な高度まで上昇させる。
３、 図３に示すように、第１エアシリンダー２が作動し、軸ユニット１３及び電極部回転盤１２を動かし、前にある定点まで移動させる。定点とは前述の電極部回転盤１２上の電極固定ヘッド４の一つが、ちょうど加工回転軸１０の快速締め具１１の直下部に当たる位置である。
４、 図４に示すように、加工回転軸１０をコントロールして下に移動させ、その快速締め具１１を電極固定ヘッド４上端の漏れ防止パッド４１及び固定溝４２の位置にはめ込み、蓋をする。快速締め具１１によって前述の固定溝４２をしっかりとはさむ。
５、 図５において、第１エアシリンダー２が軸ユニット１３及び電極部回転盤１２を動かして始めの位置(１の工程においての電極部回転盤１２の位置を指す)に戻す。同時に、３の工程において、加工回転軸１０の快速締め具１１の直下部に当たる位置にあった電極固定ヘッド４が電極部回転盤１２の定位溝１２１及び磁石１２２の吸引から離脱することによって、電極Ｃを自動的に取り付けるという作業を完成させる。

本発明の実施例における電極交換の順序は以下の通りである。
１、 図５に示すように、電極Ｃは放電加工の過程において、電極Ｃが消耗して交換される長さによって、加工回転軸１０はコントロールされて、電極固定ヘッド４を適当な位置にまで上昇する。
２、 前述の１の工程に続き、第１エアシリンダー２は電極部回転盤１２を動かして、前に移動させて、前述のように、電極Ｃを取り付けた後も依然として定位溝１２１の位置は同位置に固定されており（図５参照）、ちょうど交換される電極固定ヘッド４を受けて、前述の定位溝１２１が前述の電極固定ヘッド４の受け溝４３内にはまり込むようになっている。同時に、磁石１２２が吸い付けて定位置に固定する（図４参照）。
３、 さらに、快速締め具１１をコントロールして、電極固定ヘッド４を開放する。
４、 加工回転軸１０はサーボモーターにコントロールされて、適当な高度まで上昇して、電極締め具４４を電極固定ヘッド４から離脱させる（図３参照）。
５、 続いて、図６、図８に示すように、第２エアシリンダー３が作動し、第２スラスト軸３１がコネクティングロッド３２を動かすことによって、第２スライドローラー３４のスラストブロック３３を動かし、左に移動させる。同時に、スラストブロック３３先端にあるロッド３５が電極部回転盤１２の突起部分１２３２を押して動かし、適当な角度に回転させる。同時に、スチールボール１３２は電極部回転盤１２が回転することによって、その元の固定穴１２３１から離脱させる。さらに、その後、続いて固定穴１２３１’内にはまり込む。電極部回転盤１２は必要な角度回転した後、ただちに回転を停止する。同時に、前述の電極部回転盤１２は、すでに適当な角度回転した後、すでに、交換された電極固定ヘッド４は前述の快速締め具１１下方の位置から離脱する。そして、新しい電極固定ヘッド４’が、先の交換された電極固定ヘッド４の位置に取って代わり、前述の快速締め具１１下方（図５から図３の状態に）の位置になる。
6、 図４に示すように、さらに、加工回転軸１０は下に移動し、快速締め具１１が新しい電極固定ヘッド４’にはまり込み、快速締め具１１が電極固定ヘッド４’をしっかりとはさむ。
7、 図５に示すように、第１エアシリンダー２が作動することにより、軸ユニット１３及び電極部回転盤１２が元の位置に戻り、前述の新しい電極固定ヘッド４’が、前述の定位溝１２１及び磁石１２２の吸着から離脱し、図５の状態に戻って、電極Ｃの交換作業が完成する。
8、 前述の電極交換動作と同様の順序で、さらに、製作物Ａの加工が完成するまで、もう一方の電極固定ヘッドの交換が行なわれる。

本発明の立体組立図である。 本発明の実施例図である。 本発明の実施例図である。 本発明の実施例図である。 本発明の実施例図である。 本発明の電極部回転盤１２の平面組立図である。 本発明の電極部回転盤１２の平面組立図である。 図６及び図７を上から見た図である。 図６及び図７を上から見た図である。 本発明の電極固定ヘッド４の立体図である。 本発明のもう一つの実施例図である。 本発明の固定スイッチ１７２の動作を示した、図１１のＰ部拡大図である。 本発明の固定スイッチ１７２の動作を示した、図１１のＰ部拡大図である。

符号の説明

A…製作物、B…作業台、１０…加工回転軸、１１…快速締め具
１２…電極部回転盤、１２１…定位溝、１２２…磁石、１２３…円盤
１２３１…固定穴、１２３２…突起部分、１３…軸ユニット、１３１…スプリング
１３２…スチールボール、１４…第１スライドローラー、１５…支柱台座、１６…支柱棒
１７…横棒、２…第１エアシリンダー、２１…第１スラスト軸、３…第２エアシリンダー
３１…第２スラスト軸、３２…コネクティングロッド、３３…スラストブロック
３４…第２スライドローラー、３５…ロッド、４…電極固定ヘッド
４１…漏れ防止パッド、４２…固定溝、４３…受け溝、４４…電極締め具
Ｃ…電極、１７１…接続部分、１７２…固定スイッチ、１７２１…固定ヘッド
１７２２…フック

Claims (3)

1. 底面に製作物を置くための作業台があり、後方に加工回転軸を取り付けた部材があり、この部材はサーボモーターの動きを受けて、このサーボモーターが前記部材を動かし、前記加工回転軸がコントロールされて上、下に移動し、
   快速締め具が、前記加工回転軸の下方に固定されていて、
   電極部回転盤の円周上に等間隔に数個の定位溝が設けられていて、どの前記定位溝も、その適当な位置にそれぞれ磁石が固定されていて、
   前記電極部回転盤の同心円上の適当な距離に、等間隔に数個の固定穴が分布していて、その数量及び角度は前記定位溝と同様であり、
   数本の放射線状の突起部分が、前記電極部回転盤を軸心とし、放射線状に等間隔に設けられていて、前記固定穴及び前記定位溝の数量及び角度と同様であり、
   前記電極部回転盤の上部に軸ユニットが設けられており、前記軸ユニットは前記電極部回転盤を回転させる役割をし、
   前記軸ユニットに接続された第１スライドローラーがあり、この第１スライドローラーの両側は、それぞれ支柱台座上に固定されていて、さらに、前記支柱台座は支柱棒によって上方の横棒上に固定されていて、前記電極部回転盤が吊るされる形で固定され、
   第１エアシリンダーは前後方向を向くように前記軸ユニットに固定されていて、そのスラスト軸は前記加工回転軸に近い側の前記支柱台座の上に固定されているため、前記第１エアシリンダーにより前記電極部回転盤は前後に移動するようになっていて、
   第２エアシリンダーは前記軸ユニット上方の適当な位置に取り付けられていて、そのスラスト軸は、前記軸ユニット下方のスラストブロックにコネクティングロッドを介して接続されていて、第２スライドローラーが前記スラストブロックを貫通していることにより、前記スラストブロックが前記第２スライドローラー上を左右に移動するようになっており、
   ロッドが、前記スラストブロック先端にはめ込まれ、ちょうど、前述の放射線状の突起部分の間に位置し、
   スチールボールが、前記軸ユニットの底部にあって、スプリングによって押さえられ、このスチールボールは前述の固定穴の中にちょうど納まって固定され、前記電極部回転盤を回転させる毎に、前述のスチールボールが前述の固定穴にはまり込んで固定されることで、回転を停止し、
   電極固定ヘッドには、その一端に引き抜き可能な漏れ防止パッドが取り付けられていて、前記漏れ防止パッドの下に前述の快速締め具がしっかりとはさめるように固定溝が開いていて、
   電極固定ヘッドに設けられた受け溝が前記定位溝内にはまり込むと同時に、前記磁石の吸引によって前述の定位溝内に固定することによって、数個の前記電極固定ヘッドが等間隔に分布して前記定位溝に収納され、
   前記第１エアシリンダーが前記電極部回転盤を前後に移動させることにより、前記電極固定ヘッドの取り付け及び取り出しを行い、
   前記第２エアシリンダーが前記スラストブロックをコントロールして前記ロッドを押し動かすことにより、前記電極部回転盤を適当な角度に回転させることを特徴とする細孔放電加工機の自動電極交換装置。
2. 吊るされた前記電極部回転盤の前記横棒両側の一端が、接続部分によって連結され、もう一方の端は、固定ヘッドとフックが相互にかみ合うことによって連結されて固定され、前記横棒が前記接続部分によって前記電極部回転盤を押し開くことを特徴とする請求項１に記載の細孔放電加工機の自動電極交換装置。
3. 加工回転軸の前方に、自動的に電極を交換する装置があり、それは電極部回転盤、数個の電極固定ヘッド及び伝動エアシリンダーからなり、
   数個の固定穴が、前記電極部回転盤と同心円で適当な位置にあり、等間隔に定位溝後方の適当な距離に分布していて、前記固定穴の数量及び間隔角度が前記定位溝と同様で、
   スチールボールが、スプリングに当たり、前記固定穴内に落ち込み、前記電極部回転盤をその設定角度で回転させ、引き続き回転するのを停止することで、
   前記電極部回転盤が適当な角度で回転し、前記スチールボールが落ち込むことによって、前記電極固定ヘッドが、ちょうど前記加工回転軸の快速締め具下方の位置になり、一定の角度で回転し、回転が停止し、簡易分度器の機能を持つことを特徴とする細孔放電加工機の自動電極交換装置。

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